Ego-vision-based navigation in cluttered environments is crucial for mobile systems, particularly agile quadrotors. While learning-based methods have shown promise recently, head-to-head comparisons with cutting-edge optimization-based approaches are scarce, leaving open the question of where and to what extent they truly excel. In this paper, we introduce FlightBench, the first comprehensive benchmark that implements various learning-based methods for ego-vision-based navigation and evaluates them against mainstream optimization-based baselines using a broad set of performance metrics. Additionally, we develop a suite of criteria to assess scenario difficulty and design test cases that span different levels of difficulty based on these criteria. Our results show that while learning-based methods excel in high-speed flight and faster inference, they struggle with challenging scenarios like sharp corners or view occlusion. Analytical experiments validate the correlation between our difficulty criteria and flight performance. We hope this benchmark and these criteria will drive future advancements in learning-based navigation for ego-vision quadrotors. The source code and documentation is available at \url{https://github.com/thu-uav/FlightBench}.


翻译:在杂乱环境中基于第一人称视觉的导航对移动系统(尤其是敏捷四旋翼无人机)至关重要。尽管基于学习的方法近期展现出潜力,但其与前沿优化方法的直接对比研究仍显不足,这些方法在何种场景及何种程度上真正具有优势尚不明确。本文提出首个综合性基准测试平台FlightBench,该平台实现了多种基于第一人称视觉导航的学习方法,并采用多维性能指标将其与主流优化基线方法进行系统评估。此外,我们开发了一套用于评估场景难度的标准体系,并依据该体系设计了覆盖不同难度等级的测试用例。实验结果表明:基于学习的方法在高速飞行与快速推理方面表现优异,但在急转弯或视野遮挡等挑战性场景中仍存在局限。分析性实验验证了所提难度标准与飞行性能之间的相关性。我们期望该基准测试平台及难度标准能推动第一人称视觉无人机导航学习方法的未来发展。源代码及文档详见 \url{https://github.com/thu-uav/FlightBench}。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
19+阅读 · 2021年4月8日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员